2019年湖南攸县7·15大型岩溶地面塌陷的发育分布规律及形成机理

2019年7月15日,湖南株洲市攸县樟井村发生大规模岩溶地面塌陷,严重威胁当地人民群众的生命和财产安全。为查明7·15大型岩溶地面塌陷的形成机理,通过地球物理勘探、水文地质工程地质钻探、地下水监测、水化学分析等多种手段对岩溶地面塌陷区开展了详细的调查研究,分析了该岩溶地面塌陷的发育规律及致灾因素。结果表明：7·15大型岩溶地面塌陷是由降雨主导,在地表覆盖层软化减强、岩溶气爆和渗流潜蚀效应等多种不良因素共同作用诱发的自然塌陷;地面塌陷位于断层、褶皱等构造密集发育的可溶性碳酸盐岩区域,区内岩溶强烈,广泛发育的溶洞、落水洞、泉、地下暗河等岩溶形迹为地面塌陷的形成提供了条件;7·15大型岩溶地面塌陷的形成演化可分为降雨诱发的地表覆盖层土体软化减强和封盖增荷、降雨导致地下水水位上升引发的岩溶气爆、地下水渗流潜蚀加速顶板垮塌形成土洞、土洞扩大及顶板失稳4个阶段。该研究结果可为类似地质条件地区的岩溶地面塌陷预测预报与防治提供科学依据。     

武汉市江夏区武嘉高速桩基施工岩溶塌陷形成条件及机理研究

岩溶塌陷是我国主要的地质灾害之一,给当地人们的生活及经济建设带来巨大的安全隐患和损失。从第四系覆盖层、岩溶发育程度、水动力条件、人类工程建设等方面,分析了武汉市江夏区境内金水河两岸岩溶地面塌陷的形成条件、形成演化过程、形成机理和致塌模式。结果表明:塌陷区覆盖层"上黏下砂"的河流相二元结构为岩溶塌陷的形成提供了物质基础,区域岩溶发育为岩溶塌陷提供了物质运移通道和存储空间,北东向构造裂隙及层间裂隙控制着岩溶塌陷的分布,同时塌陷区覆盖层孔隙承压水与下伏基岩裂隙岩溶水具有一定的水力联系,且随长江水位的升降而波动,并贯穿于整个塌陷过程,桩基施工为岩溶塌陷产生的人为诱发因素;该岩溶塌陷为人为因素诱发的上覆土体破坏陷落的大型土层塌陷,其形成演化过程大致分为原始稳定阶段、自然因素作用阶段、自然和人为共同作用阶段、塌陷阶段4个阶段;岩溶塌陷的致塌模式可概括为潜蚀、机械振动—岩层顶板破坏—渗流液化致塌模式,其他多处后续岩溶塌陷概括为潜蚀—水击—渗流液化致塌模式。     

岩溶区城市建设地面塌陷易发性研究——以井冈山市新城区岩溶地面塌陷为例

井冈山市新城区位于一岩溶向斜盆地中部,上覆第四系松散层,下伏强岩溶化碳酸盐岩类．地下水径流活动强烈．存在岩溶地面塌陷的可能性。由于覆盖型岩溶区的地面塌陷灾害具隐蔽性、突发性、危害性．因而对新城区岩溶地面塌陷进行预测分析是十分重要与必要的。文中通过对现有地面塌陷点的成因分析,了解区段塌陷形成的主要因素,结合岩溶塌陷的各影响因素．采用定性一半定量方法对新城区覆盖型岩溶区进行岩溶塌陷初步预测：新址大部分地区属岩溶塌陷少发区,是适宜城市建设的。     

江西省萍乡市湘东区小型煤矿开采引发主要环境地质问题现状及预测分析

小型煤矿集中分布和多年、多煤层重复开采,地下采空区范围不断扩大,致使地面出现沉陷变形以至塌陷,造成居民房屋及地面设施不均匀沉降而损坏;矿坑的长期疏干排水,导致地下水位的下降以及降落漏斗的形成,并有可能引发大面积的岩溶地面塌陷。本文以富盛煤矿为素材,针对该地区较为突出的采空地面塌陷及变形、矿坑疏排水引发的岩溶地面塌陷等环境地质问题进行初步分析和预测,力图在今后的开采过程中,采取科学合理的治理保护措施,最大限度地避免对矿山地质环境的影响和破坏。     

城市岩溶塌陷灾害风险评估方法--以贵州六盘水市为例

岩溶塌陷是我国岩溶区主要地质灾害,它和崩塌、滑坡、泥石流以及地面沉降、地裂缝等构成我国六大地质灾害类型.随着我国"地质灾害防治管理办法"颁布和实施,不同灾种的风险评估已成为地质灾害防治管理的重要内容.针对城市岩溶塌陷风险评估问题,中国地质科学院岩溶地质研究所塌陷项目组结合多年岩溶塌陷研究的经验,研制开发了基于GIS技术的岩溶塌陷灾害管理与风险评估系统(GMRS).本文以水城盆地为例,全面介绍运用GMRS进行岩溶塌陷风险评估的内容、方法和步骤,最后,对风险评估的结果作了详细讨论.     

滦县地面塌陷成因类型及稳定性分区

地面塌陷是滦县地质灾害的主要类型之一,地面塌陷灾害孕灾环境复杂,致灾因子多样,承灾体脆弱,灾害后果严重。人为因素是地面塌陷的主要诱发因素。本文通过对滦县地区由开采铁矿和岩溶作用引起的塌陷现状进行了深入的调查分析,并在此基础上进行了地面塌陷的稳定性区划,为滦县地区地面塌陷灾害的综合防治提供了科学的依据。     

斗笠山煤矿区地质构造与岩溶塌陷分布的关系研究

湘中地区分布许多含煤向斜盆地,煤田开采过程中由于突水及疏排地下水引起岩溶塌陷,产生了一系列环境地质问题。斗笠山矿区为一不规则的三角形复式向斜汇水盆地,水文地质务件复杂,本区构成了五个塌陷带。文章对五个塌陷带的地质构造进行了研究,早二叠世末期的东吴运动,在区内对古岩溶的控制十分明显。地质构造复杂地段,往往是岩溶异常发育地带。斗笠山向斜西南翼处于斗笠山向斜转折端,岩溶塌陷发育,斗笠山煤矿泉塘一带,既是多条断裂交汇处,又是次级背斜轴部和倾伏端,密集的构造使岩层破碎和裂隙发育,岩溶塌陷发育强烈。     

基于水动力-力学耦合方法的岩溶塌陷预测

岩溶塌陷是危害性较大的地质灾害之一,预测岩溶塌陷是目前公认的难题。基于Terzaghi固结理论和GMS软件建立了地下水动力学-岩土力学耦合数值模型,并利用该模型对武汉市青菱乡塌陷区的某地块土-岩交界处溶洞塌陷进行了数值模拟分析与预测,分析了地下水位升降及降雨入渗作用对岩溶塌陷的影响。结果表明:地下水位快速升降时,大气降雨加速了土洞破坏,引起地面塌陷的范围最大;孔隙水位、岩溶水位同时下降时,地表沉降的幅度最大。基于地下水流场的力学耦合方法用于典型岩溶工程问题岩溶塌陷的空间预测与定量分析,其预测结果客观可靠,可为同类工程地质问题提供借鉴。     

岩溶区地下水位下降致塌的数值模拟研究

文章运用三维数值模拟的方法对复杂的岩溶塌陷机理及过程进行了系统性研究,探讨了Flac3D三维数值模拟应用于岩溶塌陷的模拟技术及方法,为岩溶塌陷的客观评价及预测开辟了有效途径。在研究中成功地应用数值模拟的方法时地下水面以上的土洞塌陷机制进行了模拟,并对岩溶区的典型地质概化模型的致塌机理进行验证。     

广州市大坦沙岛岩溶塌陷成因分析及防治对策

大坦沙岛是近年来对广州市城市规划和建设影响较大的岩溶塌陷区之一。通过详细的地质灾害综合勘查,在查明大坦沙岛地质环境条件和地质灾害诱发因素的基础上,分析岛上岩溶及岩溶塌陷的发育特征,并探讨了岩溶塌陷地质灾害形成的原因,进而提出具体的防治对策。结果表明:岛上可溶岩广泛分布,其内岩溶发育强烈,覆盖层土体结构松散、透水性好,其中土洞发育普遍,同时岛上断裂带切割地层,形成地下水渗流运移的良好通道;工程建设抽排地下水造成的地下水水位变化和基础工程施工机械贯穿隔水层直接诱发了岩溶塌陷,并伴生多处地面沉降;要做好施工前的地质勘查工作和施工过程中地面变形和地下水位的监测预警工作,减少抽排水量,以防治岩溶地面塌陷。